Hovedforskel - Aufbau -princip vs Hunds regel

Udviklingen af ​​atomstrukturen begyndte med Daltons moderne atomteori. Den erklærede, at alt stof er lavet af atomer, og atomer ikke yderligere kan opdeles i mindre partikler. Imidlertid blev det senere fundet, at atomet yderligere kan opdeles i subatomare partikler efter opdagelsen af ​​elektronen af ​​J.J. Thompson, opdagelsen af ​​kernen af ​​Rutherford og konceptet om elektronorbitaler af Niels Bohr. Atomstrukturen, der accepteres i øjeblikket, indeholder detaljer om elektronskaller, subshells og orbitaler. Måden elektroner fylder i disse skaller og orbitaler kan beskrives ved hjælp af Aufbau -princippet og Hundens regel. Hovedforskellen mellem Aufbau -princippet og Hund’s regel er det Aufbau -princippet angiver den rækkefølge, hvorunderskaller er fyldt med elektroner, mens Hunds regel angiver den rækkefølge, hvor orbitaler i underskaller er fyldt elektroner.

Nøgleområder omfattet

1. Hvad er Aufbau -princippet - Teori, forklaring med eksempler 2. Hvad er Hunds regel - Teori, forklaring med eksempler 3. Hvad er lighederne mellem Aufbau -princippet og Hunds regel - Oversigt over fælles funktioner 4. Hvad er forskellen mellem Aufbau -princippet og Hunds regel - Sammenligning af vigtige forskelle

Nøglebetingelser: Atom, Aufbau -princip, Elektron, Hundens regel, Orbital

Hvad er Aufbau -princippet

Aufbau -princippet fastslår, at rækkefølgen af ​​udfyldning af elektroner i underskaller af et atom sker fra det laveste energiniveau til det højeste energiniveau. Med andre ord, når elektroner fyldes ind i atomets orbitaler, fylder elektronerne først de orbitaler, der er i det laveste energiniveau, inden de fylder de høje energiniveauer.

Generelt stiger energien i størrelsesordenen 1 <2 <3 <4 i skalniveauet og s <p <d <f i orbitalniveau. For eksempel en s, p, d eller f orbital i 2^nd skal altid have lavere energi end 3^rd skal. Men ifølge Aufbau -princippet er elektroner undertiden fyldt i disse orbitaler med undtagelser. For eksempel har 4s orbital lav energi end den i 3d orbitalen, selvom underskallen 3 kommer før underskal 4. Her er rækkefølgen af ​​at fylde elektroner i orbitaler forskellig fra den forventede rækkefølge.

Forventet ordre

1s <2s <3s <3p <3d <4s <4p <4d <5s…

Faktisk orden

1s <2s <3s <3p < 4s <3d <4p < 5s <4d…

Det er imidlertid svært at huske energiniveauerne for hver kredsløb en efter en. Derfor kan vi bruge følgende diagram til let at bestemme energiniveauet.

Figur 1: Orden af ​​orbitalers energiniveauer

Ovenstående billede viser et diagram til bestemmelse af energiniveauer. Her kan vi få orbitalernes rækkefølge ved at følge pilenes vej. Efter hvert pilehoved skal du starte med den næste pil. På denne måde er det let at opnå energiniveauet.

Hvad er Hunds regel

Hunds regel forklarer rækkefølgen af ​​elektronerne, der fylder i orbitaler af underskaller. Underskaller består af orbitaler. Antallet af orbitaler, der er til stede i en underskal, er forskelligt fra en underskal til en anden. For eksempel har s subshell kun en s-orbital, p subshell har 3 p-orbitaler, og d subshell består af 5 d-orbitaler. Således bør der være en rækkefølge for at fylde disse orbitaler med elektroner. Ellers bliver disse atomer ustabile.

Én orbital kan maksimalt indeholde 2 elektroner. Ifølge Hunds regel optages hver orbital i samme underskal først enkeltvis af elektroner, før de parres. Det betyder, at elektroner først udfyldes som uparede elektroner og derefter kobles. Derfor, når man tildeler elektroner til orbitaler, følges denne regel. Dette skyldes, at hvis der er orbitaler med elektronpar og tomme orbitaler i den samme underskal, er det en ustabil konfiguration, da elektroner er negativt ladede og frastøder hinanden, når de er i samme kredsløb. Derfor har elektroner en tendens til at arrangere på en sådan måde, hvor frastødning blandt elektroner minimeres.

Figur 2: Elektroner, der besætter orbitaler

Desuden forklarer denne regel, at elektroner fyldes til orbitaler på en sådan måde, at de matcher deres "spin". Med andre ord har elektroner i enkeltstående besatte orbitaler i den samme underskal det samme spin. Når disse elektroner er parret, har to elektroner modsatte spins for at minimere frastødningen mellem dem. Den ene elektron i elektronparret "spin-up", mens den anden elektron "spin-down".

Figur 3: Spin af elektroner i orbitaler

Hvis en orbital er besat enkeltvis, kan den elektron enten være "spin-up" eller "spin-down". Når denne elektron er parret, bør den anden elektron imidlertid have det modsatte spin fra denne elektron. På denne måde minimeres frastødningen.

Ligheder mellem Aufbau -princippet og Hunds regel

Forskellen mellem Aufbau -princippet og Hunds regel

Definition

Aufbau -princip: Aufbau -princippet forklarer rækkefølgen, hvor underskaller af et atom er fyldt med elektroner.

Hunders regel: Hunds regel forklarer den rækkefølge, hvor orbitaler i underskaller fyldes elektroner.

Teori

Aufbau -princip: I henhold til Aufbau -princippet fyldes underskaller fra det laveste energiniveau til det højeste energiniveau.

Hunders regel: Ifølge Hunds regel optages orbitaler først enkeltvis af elektroner, derefter parres de i henhold til deres spins.

Energiniveauer

Aufbau -princip: Aufbau -princippet beskriver måden, hvorpå elektroner fylder underskaller.

Hunders regel: Hunds regel beskriver måden, hvorpå elektroner fylder orbitaler i underskaller.

Frastødninger

Aufbau -princip: Aufbau -princippet beskriver ikke minimering af frastødninger mellem elektroner.

Hunders regel: Hundens regel angiver, hvordan elektroner fyldes på en måde for at minimere frastødningerne mellem elektroner.

Konklusion

Både Aufbau -princippet og Hunds regel er meget vigtige for at udvikle atomstrukturen for et bestemt atom. Hvis antallet af elektroner er kendt for et bestemt atom, kan vi bestemme mønsteret for, at disse elektroner er arrangeret i det atom ved hjælp af ovenstående teorier. Hovedforskellen mellem Aufbau -princippet og Hundens regel er, at Aufbau -princippet angiver den rækkefølge, hvor underskaller er fyldt med elektroner, mens Hunds regel angiver den måde, hvorpå elektroner fylder orbitalerne i underskallerne.

Referencer:

1. ”Aufbau -princip.” Wikipedia. Wikimedia Foundation, 21. juli 2017. Web. Tilgængelig her. 2. august 2017. 2. ”Hundsregler.” Kemi LibreTexts. Libretexts, 21. juli 2016. Web. Tilgængelig her. 2. august 2017.

Billede høflighed:

1. "Klechkovski-regel" Af Bono ~ commonswiki antaget (baseret på krav om ophavsret) (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia2. "Orbital diagram nitrogen-Hund's Rule" Por CK-12 Foundation (raster), Adrignola (vektor)-Fil: High School Chemistry.pdf, side 325 (Domínio público) via Commons Wikimedia3. "Hund's Rule" Af CK-12 Foundation (raster), Adrignola (vektor)-Fil: High School Chemistry.pdf, side 323, (Public Domain) via Commons Wikimedia